2025-11-06
مع تغلغل أنظمة الطاقة الشمسية الكهروضوئية (PV) بسرعة في الأسواق السكنية والتجارية في ثورة الطاقة النظيفة، يتطلب تشغيلها الآمن والفعال الامتثال الصارم للوائح. من بين هذه المعايير، تعد "قاعدة 120٪" الخاصة بالكود الكهربائي الوطني (NEC) بمثابة حماية حاسمة لأنظمة الطاقة الشمسية المتصلة بالشبكة. تمثل هذه اللائحة أكثر من مجرد قيود فنية — إنها إطار عمل شامل يوازن بين سعة النظام وقدرات اللوحة الكهربائية واستقرار الشبكة. تقدم هذه المقالة تحليلاً متعمقًا لمبادئ قاعدة 120٪ وتطبيقاتها واستراتيجيات الامتثال لمتخصصي الطاقة الشمسية.
ظهرت قاعدة 120٪ من خلال تطور NEC لمعالجة تحديات تكامل الشبكة التي تفرضها الأنظمة الشمسية. هدفها الأساسي هو منع التحميل الزائد للوحة الكهربائية الذي قد يخلق مخاطر على السلامة. نظرًا لأنها المعيار الموثوق به للتركيبات الكهربائية في الولايات المتحدة، فإن لوائح NEC تحمل وزنًا قانونيًا، مما يجعل الامتثال لقاعدة 120٪ إلزاميًا لجميع متخصصي الطاقة الشمسية.
المبدأ الأساسي للقاعدة يحد من حقن التيار الإضافي من أنظمة الطاقة الشمسية في اللوحات الكهربائية. على وجه التحديد، لا يمكن أن تتجاوز التصنيفات الحالية المجمعة لقاطع الدائرة الشمسية والقاطع الرئيسي 120٪ من التيار المقنن لقضيب التوصيل في اللوحة. يضمن هذا التقييد هوامش سعة كافية أثناء ذروة إنتاج الطاقة الشمسية، مما يمنع ارتفاع درجة الحرارة أو تلف المعدات أو مخاطر الحريق.
مثال على الحساب:
يفترض هذا الحساب أن القواطع الرئيسية والشمسية لن تعمل في وقت واحد بكامل طاقتها في ظل الظروف العادية. ومع ذلك، قد تقيد قاعدة 120٪ في بعض الأحيان حجم نظام الطاقة الشمسية، مما قد يقلل من كفاءة استخدام الطاقة الشمسية.
في حين أنها ضرورية للسلامة، يمكن أن تخلق قاعدة 120٪ قيودًا على السعة. قد يفكر المتخصصون في استراتيجيات الامتثال هذه:
تُصنف الألواح الشمسية، حسب ذروة الواط في ظل الظروف القياسية، أداءً متغيرًا في العالم الحقيقي يتأثر بالإشعاع ودرجة الحرارة. تعمل اللوحات عالية الكفاءة على زيادة تحويل الطاقة. يجب أن تتجاوز العواكس، التي تحول التيار المستمر إلى تيار متردد، عادةً السعة الإجمالية للوحة بنسبة 120٪ لضمان التشغيل المستقر في جميع الظروف. تشمل معايير الاختيار كفاءة التحويل وميزات الحماية والتوافق مع الشبكة.
تحدد قضبان التوصيل — مكونات اللوحة الموصلة — أقصى سعة تيار آمنة. يجب أن تحافظ تصميمات النظام على تصنيفات قضبان التوصيل فوق إجمالي الأحمال المتصلة بهوامش التوسع. يتضمن تقييم الحمل الدقيق ما يلي:
بصفتها مراكز توزيع كهربائية، قد تتطلب MSPs قواطع إضافية لتكامل الطاقة الشمسية. تشمل الاعتبارات الهامة ما يلي:
تستخدم أنظمة الطاقة الشمسية طريقتين للتوصيل:
تعد قواطع الدائرة وأجهزة التيار الزائد من الضمانات الهامة، حيث تعمل على مقاطعة تيارات الخطأ تلقائيًا. يوازن التحجيم المناسب بين فعالية الحماية والموثوقية التشغيلية، باتباع لوائح NEC واللوائح المحلية.
تشمل تدابير الوقاية من الحرائق الرئيسية ما يلي:
يبدأ تخطيط السعة بمراجعات تفصيلية للطاقة لتحليل أنماط الاستهلاك التاريخية وتوقعات النمو المستقبلية. يمثل تقليل النظام (عادةً مضاعفات 0.75-0.85) عوامل الأداء في العالم الحقيقي مثل التلوث والتأثيرات الحرارية.
توفر اللوحات المصممة خصيصًا ما يلي:
يتطلب تكامل الشبكة الفعال ترقيات البنية التحتية وتقنيات الشبكة الذكية. بالنسبة لمشاريع المرافق، يصبح تطبيق قاعدة 120٪ أكثر تعقيدًا، مما يستلزم حلول تكامل متقدمة وتعاونًا وثيقًا مع المرافق.
بينما تركز الأنظمة السكنية على تحسين القدرات المحدودة بموجب قاعدة 120٪، تواجه التركيبات التجارية تعقيدات إضافية بما في ذلك المقاييس الأكبر والمطالب الكهربائية الأعلى والمتطلبات التنظيمية الصارمة.
تعمل الحلول الناشئة مثل تخزين البطاريات وإدارة الأحمال المتقدمة على تحسين مرونة النظام. تدفع الخلايا الشمسية من الجيل التالي وأنظمة التتبع حدود الكفاءة، بينما تعمل استراتيجيات التحجيم والاتصال المُحسَّنة على تقليل الخسائر.
س: كيف يتم حساب قاعدة 120٪؟ ج: تصنيف القاطع الرئيسي × 1.2 = أقصى تصنيف لقاطع الدائرة الشمسية مسموح به.
س: ما الفرق بين قاعدتي 120٪ و 125٪؟ ج: تحكم قاعدة 120٪ في إجمالي سعة اللوحة، بينما تتعلق قاعدة 125٪ بسعة تحميل الدائرة المستمرة.
أرسل استفسارك مباشرة إلينا
